La découverte d’anciens fossiles de plantes à Washington révèle un mystère paléobotanique

Recherche publiée dans Nouveau Phytologue détaille deux fruits ailés fossiles du genre Ceratopetalum – que l’on croyait auparavant limités à l’hémisphère sud pendant le Crétacé. Pourtant, ces nouveaux fossiles ont été trouvés sur l’île de Sucia dans l’État de Washington. Cette découverte surprenante amène les paléobotanistes à reconsidérer à quel point leur aire de répartition a pu être réellement étendue et comment cela a pu se produire.

“Dans cet article, nous examinions deux fruits fossiles que nous avions attribués au genre Ceratopetalum, qui appartient à la famille des plantes à fleurs Cunoniaceae”, a déclaré l’auteur principal Keana Tang, doctorant en écologie et biologie évolutive à l’Université du Kansas et l’Institut de la biodiversité KU et le Musée d’histoire naturelle. “La famille des Cunoniaceae et le genre Ceratopetalum ont encore des membres vivants aujourd’hui. Ce qui est intéressant, c’est que le genre Ceratopetalum ne se trouve plus qu’en Australie. Eh bien, toute la famille est limitée à l’hémisphère sud – donc c’est bizarre de trouver ce fossile tout le temps.” très haut ici dans l’hémisphère Nord. Nous avons pensé, ‘Whoa, comment est-ce arrivé ici?'”

Tang et ses collaborateurs ont surnommé la nouvelle espèce fossile Ceratopetalum suciensis d’après l’île de Washington où ils ont été découverts.

Aujourd’hui, les versions modernes du genre Ceratopetalum prédominent dans les forêts tropicales humides d’Australie, où elles jouent un rôle vital pour les écosystèmes.

“Vous trouverez des forêts qui sont juste dominées par ces espèces”, a déclaré Tang.

Mais elle a dit que les découvertes sont rendues plus significatives parce que Ceratopetalum et la grande famille des Cunoniaceae font partie des “lignées paléo-antarctiques de la forêt pluviale”, ou PARL – des plantes qui seraient originaires de l’ancienne masse continentale du Gondwana avant de se propager vers le nord. Ainsi, une meilleure compréhension de la façon dont Ceratopetalum a étendu son aire de répartition pourrait mieux informer les scientifiques sur la façon dont un groupe clé plus important de plantes a élargi son aire de répartition à travers le temps géologique.

“Ils ont une histoire commune où ils étaient probablement autour de l’Antarctique et se sont propagés vers le nord au fil du temps et des changements de plaques tectoniques, provoquant un changement climatique. Alors que l’Antarctique se refroidit, ces plantes se déplacent vers l’Amérique du Sud, l’Afrique du Sud et l’Australie”, dit Tang. “C’est intéressant parce que l’on s’attend à ce que les lignées de la forêt pluviale paléo-antarctique aient toutes une origine méridionale. Maintenant que nous avons cet enregistrement d’un fruit dans l’hémisphère nord, cela soulève de nouvelles questions. La famille des Cunoniaceae était-elle réellement cosmopolite – ont-elles été trouvées Ou était-ce juste une sorte de chance, où il s’est en quelque sorte transporté vers le nord grâce à un échange de l’Antarctique vers l’Amérique du Sud vers l’Amérique du Nord ? »

Selon le conseiller KU et co-auteur de Tang, Brian Atkinson, professeur adjoint d’écologie et de biologie évolutive et conservateur à la division de paléobotanique de l’Institut de la biodiversité, les résultats mettent en évidence de nouvelles possibilités d’échange biotique entre l’Amérique du Nord et l’Amérique du Sud-Antarctique qui pourraient avoir s’est produit au cours du Crétacé supérieur.

“D’une certaine manière, c’est comme trouver un pingouin en Amérique du Nord”, a-t-il déclaré.

Les fossiles de Ceratopetalum suciensis ont été collectés sur l’île de Sucia par les chasseurs de fossiles David Starr et Jim Goedert, puis micro-CT-scannés à l’Université du Michigan par la co-auteure Selena Smith. Puis, pour les classer avec la plus grande précision, Tang les a analysés couche par couche à l’aide d’un processus minutieux appelé la technique de pelage à l’acétate de cellulose.

“J’ai commencé à éplucher la roche”, a-t-elle déclaré. “Essentiellement, ce qui se passe, c’est que vous prenez la paroi rocheuse et il y a une série d’étapes où vous polissez le visage du fossile et le plongez dans de l’acide chlorhydrique à 5% pendant quelques secondes. C’est très sûr – vous pouvez même tremper vos mains dans l’acide, et vous aurez toujours le bout des doigts. Donc, vous le trempez dans l’acide pendant quelques secondes, puis vous rincez la roche avec de l’eau. Ensuite, vous la rincez avec de l’acétone, et vous obtenez cette feuille de plastique. C’est le Feuille d’acétate de cellulose. Ensuite, vous vaporisez à nouveau l’acétone sur la face fossile, puis vous posez la feuille — et tout ce processus vous donne une section très, très fine de la roche, quelques micromètres. Mais c’est bien parce que vous pouvez aller à travers tout le fossile et ramassez différentes structures cachées dans la matrice rocheuse que vous pourriez manquer lors d’un scanner Micro-CT.”

Grâce à ces processus, Tang a pu placer les fossiles dans le genre Ceratopetalum et soulever de nouvelles questions sur la propagation des plantes il y a des millions d’années. De plus, la recherche suggère que le nord-ouest du Pacifique, où Ceratopetalum suciensis a été découvert, est une région prometteuse pour les travaux futurs des paléobotanistes.

“Il y a tellement de choses à examiner, en particulier sur la côte ouest de l’Amérique du Nord”, a déclaré Tang. “Je comprends qu’il n’y a tout simplement pas beaucoup de gens là-bas qui font ce genre de travail. C’est relativement peu étudié. Je pense qu’une grande partie du monde paléobotanique a été située le long de la côte est ou de l’intérieur occidental.”

L’article dans New Phytologist représente la première paternité de Tang sur une étude dans une revue à comité de lecture et sa première fois en tant qu’auteur principal. Elle a grandi dans la banlieue nord de Los Angeles et est venue à KU après avoir rencontré Atkinson et découvert son travail alors qu’elle était stagiaire au Natural History Museum de Los Angeles.

Une fois que Tang obtient son doctorat, son ambition est de continuer à faire des découvertes en tant que chercheuse.